海岛棉抗枯萎病相关GbNPR1基因的克隆及其表达分析

目的:克隆海岛棉GbNPR1基因并研究该基因在抗病及抗病信号传导中的功能。方法:根据已报道的棉花NPR1基因序列设计1对特异引物,利用RT-PCR从新海21号克隆GbNPR1基因并对其序列进行生物信息学分析;通过实时定量PCR技术检测海岛棉经枯萎病菌侵染、水杨酸和乙烯诱导后该基因的表达特性。结果:GbNPR1基因编码587个氨基酸,与可可树中NPR1基因编码的氨基酸同源性最高(89.61%),其蛋白含有保守的BTB/POZ、ANK和NPR1_like_C结构域;枯萎病菌侵染,水杨酸和乙烯诱导均可使GbNPR1明显上调表达,枯萎病菌侵染3h,水杨酸和乙烯诱导2h表达量最高。结论:GbNPR1基因在棉花抵御枯萎病菌侵染及植物抗病信号转导过程中起一定作用。     

病程相关基因非表达子1（NPR1）：植物抗病信号网络中的关键节点

最早从拟南芥（Arabidopsis thaliana）中克隆到的NPR1（nonexpressor of pathogenesis-related genes 1）基因是调控植物病害抗性的一个关键基因。它不仅对植物系统获得抗性（systemic acquired resistance,SAR）和诱导系统抗性（induced systemic resistance, ISR）起核心调控作用,而且是植物基础抗性（basic resistance）以及由抗病基因（resistance gene,R）决定的抗性的重要调控因子。氧化突发（oxidative burst）造成的强还原势导致NPR1蛋白还原成单体,以及NPR1单体在细胞核内的积累是诱导水杨酸（salicylic acid,SA）介导的PR（pathogenesis-related）基因表达和SAR产生的充分必要条件。NPR1通过与TGA转录因子的相互作用调控PR基因表达。NPR1作为多种信号途径的交叉点,与某些WRKY转录因子和NPR4一起,在调节和平衡SA和茉莉酸信号传导途径中起关键作用。NPR1的这种调控作用在细胞质内进行,通过遗传工程将其用于植物保护有很好的应用前景。     

植物抗病分子机制研究进展

近十年来,植物抗病分子机制研究取得显著进展。综述了植物抗病基因的克隆及其结构分析、病原菌无毒基因及其相关致病因子的克隆与研究、信号传导相关因子的克隆及其结构分析以及植物-病原菌的相互作用研究,重点介绍了以植物特异抗病基因为介导的诱导防卫作用机制(包括抗病基因编码毒素蛋白,进而抑制病原菌的繁殖;显性基因编码病原菌致病性的靶标物;抗病基因表达产物直接引发抗病反应和基因对基因的抗病作用机制等)的研究进展,以期为植物抗病育种提供有益的信息。     

植物抗病基因克隆与功能研究进展

植物抗病基因（R基因）是分子植物病理学和植物基因工程研究的热点之一,R基因的克隆及其在抗病反应中的功能研究为揭示植物抗病机制和有效－控制植物病害奠定了基础,本文介绍了R基因的成功克隆方法和克隆新策略,对R基因编码产物的功能进行了分类分析,并对通过遗传工程途径发展R基因介导的抗病植物新品种进行了展望。     

植物抗病分子机制研究进展

近十年来,植物抗病分子机制研究取得显著进展.综述了植物抗病基因的克隆及其结构分析、病原菌无毒基因及其相关致病因子的克隆与研究、信号传导相关因子的克隆及其结构分析以及植物-病原菌的相互作用研究,重点介绍了以植物特异抗病基因为介导的诱导防卫作用机制(包括抗病基因编码毒素蛋白,进而抑制病原菌的繁殖;显性基因编码病原菌致病性的靶标物;抗病基因表达产物直接引发抗病反应和基因对基因的抗病作用机制等)的研究进展,以期为植物抗病育种提供有益的信息.     

同源序列法克隆植物抗病基因研究进展及其在野生稻中的应用

随着各种测序计划的完成及生物信息学的发展,植物抗病基因的克隆取得了很大进展,至今有几十个基因已被克隆。研究发现,大多抗病基因都存在特异的保守序列,如富亮氨酸重复序列、核苷酸结合位点、丝氨酸-苏氨酸激酶等。抗病基因的结构特征不仅预示了植物抗病反应中可能的作用机制,而且为分离克隆植物抗病基因提供了一条可行的新途径,如基于同源序列的候选基因法,又称为同源序列法。我们简要综述了已克隆抗病基因的结构、同源序列法克隆抗病基因的研究进展,并对其在野生稻中的应用做了展望。     

PCR-RAPD分子生物学技术及其在植物抗病性研究中的应用

PCR—RAPD技术是一种高效的基因组DNA多态性分析技术,能够在对生物细胞或组织中DNA遗传多样性、亲缘关系及系统进化分子标记检测的同时进行基因定位与遗传作图。本综述了PCR—RAPD技术的基本原理和应用范围,以及近年来在植物抗感病品种(品系)间亲缘远近关系分析、植物抗病性遗传基因的DNA分子标记与检测、植物抗病基因的标记和定位、植物抗病基因的分离与克隆、植物抗病育种的分子标记辅助选择与检测等植物抗病性分子机制研究方面的应用,并对该技术所存在的问题及应用前景进行了探讨。     

烟草TTG2蛋白质对NPRI介导的抗病防卫反应与ARF8影响的生长发育进行交叉调控的机制

NPR1蛋白是水杨酸信号和系统获得性抗性的转录调节因子,它的功能受蛋白质降解酶体CUL3．E3的控制。植物的发育主要受生长素信号通路的控制,生长素反应因（ARF）参与生长素信号转导转录调控。植物转录因于NPR1和ARF8分别在蛋白质降解酶体CUL3-E3与CUL1-E3控制下,调控抗病防卫与生长发育。烟草TTG2促进ARF8从细胞质向细胞核转运及其转录调控作用,因此促进生长发育;相反,TTG2把NPR1扣留在细胞质,阻止它对防卫反应基因的转录调控作用,从而抑制抗病性。TTG2与NPR1或ARF8并不直接互作,说明存在协助因子。     

小粒野生稻STK类抗病基因同源序列的克隆与分析

根据丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶类(serine-threonine kinase,STK)抗病基因结构中保守结构域,设计引物,以小粒野生稻基因组DNA为模板,扩增获得10条STK类抗病基因同源序列.同源性分析表明其都具有STK保守结构域,与已克隆的STK类抗病基因有不同程度的相似性,为进一步克隆小粒野生稻中的STK类抗病基因提供依据.     

水稻cDNA文库的构建以及100种随机挑取克隆部分结构的分析

以水稻 (Oryza sativa)“广陆矮 4号”黄化苗为材料 ,用 λZAP 为载体构建了 c DNA文库。对随机挑取的 1 0 0个 c DNA进行部分顺序测定后 ,与水稻和其它植物已知的基因结构作同源性比较分析 ,表明1 3%的 c DNA克隆可以确定功能 ,1 2 %的 c DNA克隆与其它植物中未知功能的基因片段有同源性 ,其余75%的克隆则表现出极少相似性或无任何同源性 ,从中可能发现新的基因。结果表明这个 c DNA文库适宜于进行大量顺序分析。由此将会获得更多功能性基因的信息。     

Evidence for an Important Role of WRKY DNA Binding Proteins in the Regulation of NPR1 Gene Expression

The Arabidopsis NPR1 gene is a positive regulator of inducible plant disease resistance. Expression of NPR1 is induced by pathogen infection or treatment with defense-inducing compounds such as salicylic acid (SA). Transgenic plants overexpressing NPR1 exhibit enhanced resistance to a broad spectrum of microbial pathogens, whereas plants underexpressing the gene are more susceptible to pathogen infection. These results suggest that regulation of NPR1 gene expression is important for the activation of plant defense responses. In the present study, we report the identification of W-box sequences in the promoter region of the NPR1 gene that are recognized specifically by SA-induced WRKY DNA binding proteins from Arabidopsis. Mutations in these W-box sequences abolished their recognition by WRKY DNA binding proteins, rendered the promoter unable to activate a downstream reporter gene, and compromised the ability of NPR1 to complement npr1 mutants for SA-induced defense gene expression and disease resistance. These results provide strong evidence that certain WRKY genes act upstream of NPR1 and positively regulate its expression during the activation of plant defense responses. Consistent with this model, we found that SA-induced expression of a number of WRKY genes was independent of NPR1.     

亲环素AtCYP1 RNA干涉载体的构建及对拟南芥发育的影响

根据拟南芥AtCYP1基因序列设计特异引物,以拟南芥总DNA为模板,扩增AtCYP1基因中344 bp转录本,插入表达载体PTCK303,构建目的基因RNA干扰载体Ubi::AtCYP1i。利用改良的农杆菌浸染技术获得拟南芥RNAi转基因株系,RT-PCR分析结果表明转基因株系中AtCYP1基因的表达量低于野生型,表型观察结果表明RNAi转基因纯合株系抽苔时间比野生型晚3.32 d,抽苔叶片数较野生型多2.49片,其开花时间、结出第一个种荚的时间、株高等方面也与野生型存在明显差异。此结果说明AtCYP1可能参与了拟南芥的早花发育过程,为进一步研究其在植物生长发育中的功能奠定了基础。     

Evidence for a disease-resistance pathway in rice similar to the NPR1-mediated signaling pathway in Arabidopsis

The Arabidopsis NPR1/NIM1 gene is a key regulator of systemic acquired resistance (SAR). Over-expression of NPR1 leads to enhanced resistance in Arabidopsis. To investigate the role of NPR1 in monocots, we over-expressed the Arabidopsis NPR1 in rice and challenged the transgenic plants with Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), the rice bacterial blight pathogen. The transgenic plants displayed enhanced resistance to Xoo. RNA blot hybridization indicates that enhanced resistance requires expression of NPR1 mRNA above a threshold level in rice. To identify components mediating the resistance controlled by NPR1, we used NPR1 as bait in a yeast two-hybrid screen. We isolated four cDNA clones encoding rice NPR1 interactors (named rTGA2.1, rTGA2.2, rTGA2.3 and rLG2) belonging to the bZIP family. rTGA2.1, rTGA2.2 and rTGA2.3 share 75, 76 and 78% identity with Arabidopsis TGA2, respectively. In contrast, rLG2 shares highest identity (81%) to the maize liguleless (LG2) gene product, which is involved in establishing the leaf blade-sheath boundary. The interaction of NPR1 with the rice bZIP proteins in yeast was impaired by the npr1-1 and npr1-2 mutations, but not by the nim1-4 mutation. The NPR1-rTGA2.1 interaction was confirmed by an in vitro pull-down experiment. In gel mobility shift assays, rTGA2.1 binds to the rice RCH10 promoter and to a cis-element required sequence-specifically for salicylic acid responsiveness. This is the first demonstration that the Arabidopsis NPR1 gene can enhance disease resistance in a monocot plant. These results also suggest that monocot and dicot plants share a conserved signal transduction pathway controlling NPR1-mediated resistance.     

蓄势待发的印度生物技术产业

构建的重组表达质粒pPIC9K-HSA-IFNα-2b经限制性内切酶SalI酶切线性化后电转化巴斯德毕赤酵母菌（P.Pastoris）SMD1168,将阳性转化子用甲醇诱导表达并进行PCR鉴定和Mut表型鉴定,再用Western-Blot法及Wish细胞-VSV病毒系统来鉴定表达蛋白的免疫原性及生物活性,同时,在摇瓶培养条件下,初步研究了甲醇诱导浓度及菌体诱导的起始OD值两因素对目的蛋白表达量的影响,本研究成功表达出具有高生物学活性的白蛋白融合干扰素蛋白（HSA-IFNα-2b）,对摇瓶发酵表达条件的初步摸索也为进一步在大规模发酵中提高目的蛋白在P.Pastoris的表达水平提供一个参考依据。